Die Sensoren MAX30208 und MAXM86161 sind für kleine, am Körper getragene Geräte ausgelegt und messen biometrische Parameter wie Körpertemperatur oder Herzfrequenz.

Bild: Pixabay, StockSnap

Sensoren für Wearables Vitalparameter genauer überwachen

30.07.2019

Tragbare Gesundheits- und Fitnessgeräte müssen biometrische Daten wie Körpertemperatur und Herzfrequenz genau messen, um einen Mehrwert zu bieten. Die Sensorgenauigkeit für kleine, batteriebetriebene, am Körper getragene Geräte stellen jedoch oft den limitierenden Faktor für Geräteentwickler dar. Zwei neue Sensoren sollen aushelfen.

Der In-Ear-Herzfrequenzmesser und Pulsoximeter MAXM86161 ist eine kompakte und voll integrierte Lösung, mit der sich genaue Messungen der Herzfrequenz und Blutsauerstoffsättigung (SpO2) in Hörgeräten und anderen tragbaren Anwendungen realisieren lassen sollen. Mit einer kleinen Gehäusegröße und einem guten SNR wurde er für im Ohr zu tragende Anwendungen ausgelegt.

Der MAXM86161 zeichnet sich laut Hersteller durch eine geringere Leistungsaufnahme aus, was die Akkulaufzeit von Wearables verlängert. Durch ein integriertes analoges Frontend (AFE) entfällt zudem das zusätzliche AFE, das typischerweise bei einem separaten Chip für die Verbindung mit dem optischen Modul benötigt wird.

Temperaturmessung in Smartwatches

Der digitale Temperatursensor MAX30208 bietet eine Messgenauigkeit entsprechend klinischer Standards (± 0,1 °C) und soll bei Temperaturänderungen schnell reagieren. Er erfüllt auch die Leistungs- und Größenanforderungen kleiner, batteriebetriebener Applikationen wie Smartwatches und medizinischer Patches und kann das Design von batteriebetriebenen Healthcare-Wearables vereinfachen.

Maxims Sensor misst die Temperatur an der Oberseite des Gehäuses und leidet nicht unter thermischer Selbsterhitzung. Er ist mit bis zu vier I2C-Adressen kompatibel, um mehrere Sensoren am gleichen IC-Bus zu ermöglichen. Einsatz findet der MAX30208 entweder an einer Leiterplatte oder an einer flexiblen Leiterplatte (FPC).

Vorteile im Überblick

  • Genauigkeit: Der MAX30208 bietet eine Genauigkeit von ±0,1 °C im Temperaturbereich von 30 bis 50 °C und reduziert die thermische Eigenerwärmung, die die Messgenauigkeit beeinträchtigt. Der MAXM86161 unterdrückt das Umgebungslicht für eine hohe Genauigkeit und verfügt über eine SNR von 89 dB nach Nyquist-Formel und eine von 100 dB bei mittlerer Nutzsignalleistung. Maxim bietet darüber hinaus Algorithmen zur Bewegungskompensation für eine noch höhere Messgenauigkeit an.

  • Leistungsaufnahme: Um die Akkulaufzeit der Wearables zu verlängern, nimmt der MAXM86161 deutlich weniger Leistung auf: unter 10 µA Betriebsleistung (typischerweise bei 25 sps) und 1,6 µA im Shutdown-Modus. Der MAX30208 soll in einem repräsentativen Anwendungsfall nur 67 µA Betriebsstrom bei aktiver Umwandlung aufnehmen.

  • Größe: Der MAXM86161 ist in einem OLGA-Gehäuse (2,9 mm x 4,3 mm x 1,4 mm) erhältlich. Der MAXM86161 beinhaltet drei LEDs: rot und infrarot für die SpO2-Messung und grün für die Herzfrequenzmessung. Der MAX30208 ist in einem dünnen, zehnpoligen LGA-Gehäuse (2 mm x 2 mm x 0,75 mm) verfügbar.

Weltweiter Markt für Wearables wächst

„Wearables werden immer attraktiver für den Markt: Der weltweite Umsatz von 56,4 Milliarden US-Dollar im Jahr 2019 wird bis 2022 auf 78,3 Milliarden US-Dollar steigen, das entspricht über einen Zeitraum von vier Jahren einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 13 Prozent“, berichtet James Hayward, Principal Analyst bei IDTechEx Research. Zu den wichtigsten Wachstumsfaktoren zählen laut ihm der Mehrwert, der durch das Wachstum und die Entwicklung von Produkten wie Smartwatches und im Ohr zu tragenden Produkten erzielt wird, sowie die Einführung von speziellen tragbaren Geräten in wichtigen vertikalen Märkten des Gesundheitswesens.

Verfügbarkeit und Preise

Der MAXM86161 ist für 4,41 US-Dollar (ab 1.000 Stück, FOB USA) über die Maxim-Website sowie bei Vertragsdistributoren erhältlich. Das MAXM86161EVSYS-Evaluation-Kit ist für 150 US-Dollar verfügbar.

Der MAX30208 kann für 1,25 US-Dollar (ab 1.000 Stück, FOB USA) bezogen werden, ebenfalls über die Maxim-Website oder von entsprechenden Distributoren. Das zugehörige Evaluation-Kit MAX30208EVSYS kostet 56 US-Dollar.

Firmen zu diesem Artikel
Verwandte Artikel